1、超高強(qiáng)度鈦合金標(biāo)準(zhǔn)件

隨著我國(guó)航空航天事業(yè)的發(fā)展，新型飛機(jī)以及航天飛行器采用的連接技術(shù)水平不斷提高，對(duì)新型標(biāo)準(zhǔn)件也提出了新要求。未來研制的抗拉級(jí)別在1200~1500MPa、剪切強(qiáng)度≥750MPa的超高強(qiáng)鈦合金標(biāo)準(zhǔn)件是未來發(fā)展的趨勢(shì)之一。

2、耐高溫鈦合金標(biāo)準(zhǔn)件

目前，標(biāo)準(zhǔn)件用鈦合金材料使用溫度不高，具體見下表。在航空航天領(lǐng)域，由于新型號(hào)飛機(jī)以及飛行器的飛行速度不斷提高，要求材料的服役溫度也隨之提高。因此，耐高溫鈦合金標(biāo)準(zhǔn)件也是未來的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在航天領(lǐng)域，要求新型高溫鈦合金材料能夠在600~800℃短時(shí)服役。通常采用Ti₂AlNb合金替代較重的高溫合金，其變形比較嚴(yán)重，而采用Ti₂AlNb合金替代其他鈦合金材料還是較重， 無法滿足減重要求；Ti-Al基金屬間化合物工藝塑性較差，成熟度較差。所以未來標(biāo)準(zhǔn)件用高溫鈦合金材料仍然以近α型和高鋁當(dāng)量的兩相鈦合金為主。

在高溫下，鈦合金的強(qiáng)度和抗蠕變性能的提高主要依賴于Al，Sn，Zr的固溶強(qiáng)化作用，然而，受到鋁當(dāng)量限制的影響，這些元素的含量不能無限地提高，所以在適當(dāng)控制Al，Sn，Zr含量的情況下，通過多元素復(fù)合合金化進(jìn)行補(bǔ)充強(qiáng)化來設(shè)計(jì)鈦合金。穩(wěn)定化元素Mo對(duì)高溫鈦合金的高溫強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度有固溶強(qiáng)化作用，Nb，Cr和Ⅴ也有類似的效果。少量β穩(wěn)定化元素的加入還可以防止合金脆化。此外，鈦合金中Si的含量對(duì)性能至關(guān)重要，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%左右的Si后，橢球形硅化物將非均勻、不連續(xù)地沉淀于α片邊界上，能夠有效地阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生彌散強(qiáng)化作用，使合金的抗蠕變性能大大提高。但是硅化物的出現(xiàn)同時(shí)對(duì)合金組織的熱穩(wěn)定性也產(chǎn)生了有害影響，不僅降低合金的塑性，而且會(huì)增強(qiáng)合金的有序化程度，促進(jìn)Ti₃Al相的生成。因此，Si含量應(yīng)控制在較低水平，一般質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于0.5%。因此，多元素復(fù)合強(qiáng)化仍然是新型高溫鈦合金材料設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

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